超紧凑燃烧室的超重力旋转流动特性

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1、文章编号：2095-1248（2014）05-0017-06超紧凑燃烧室的超重力旋转流动特性ａｂ杨阳，王力军（沈阳航空航天大学ａ.航空航天工程学部（院）；ｂ.能源与环境学院，沈阳110136）摘要：航空燃气轮机超紧凑燃烧室所产生的超重力旋转流能极大强化传热传质和燃烧化学反应速率，而超重力旋转流特性对强化热质传递过程和燃烧稳定性有重要影响。以试验室ＵＣＣ燃烧室的设计模型为研究对象，用Ｒｅａｌｉｚａｂｌｅｋ-ε湍流模型模拟高速旋转湍流。改变周向布置的二次空气射流条件，采用数值仿真研究了超紧凑型燃烧室旋转流动的流速分布、超重力效应、湍流动能局部突变效应、轴向加速效应、和速度径向迁移

2、效应等气动性能和雾化燃油颗粒行为。二次射流对ＵＣＣ凹腔内涡轮间通道内的气动性能影响较大，但不在同工况下有各自的相似性。二次射流对涡轮间径向速度影响不大。燃油液雾散布具有环带形的斜向高斯分布特性。研究结果与相关试验有相同规律，对ＵＣＣ燃烧室的设计分析和应用有参考价值。关键词：燃气轮机；超紧凑燃烧室；数值研究；超重力；流动特性中图分类号：ＴＫ474文献标志码：Ａdoi：10．3969／ｊ．ｉｓｓｎ．2095-1248．2014．05．004HighG-loadedflowcharacteristicsofUltraCompactCombustorsａｂＹＡＮＧＹａｎｇ，ＷＡＮＧＬ

3、ｉ-ｊｕｎ（ａ.ＦａｃｕｌｔｙｏｆＡｅｒｏｓｐａｃｅＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ；ｂ.ＥｎｅｒｇｙａｎｄＥｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔＣｏｌｌｅｇｅ，ＳｈｅｎｙａｎｇＡｅｒｏｓｐａｃｅＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｓｈｅｎｙａｎｇ110136，Ｃｈｉｎａ）Abstract：ＨｉｇｈＧ-ｌｏａｄｅｄｒｏｔａｔｉｏｎａｌｆｌｏｗｆｒｏｍａｅｒｏｔｕｒｂｉｎｅＵＣＣ（Ｕｌｔｒａ-ＣｏｍｐａｃｔＣｏｍｂｕｓｔｏｒｓ）ｍａｙｇｒｅａｔｌｙｓｔｒｅｎｇｔｈｅｎｈｅａｔｍａｓｓｔｒａｎｓｆｅｒａｎｄｃｏｍｂｕｓｔｉｏｎｃｈｅｍｉｃａｌｒｅａｃｔｉｏｎｒａｔｅｓ，ａｎｄｈｉｇｈＧ-ｌｏａｄｒｏｔａｔｉｏｎａｌｆｌ

4、ｏｗｉｓｍｏｒｅｉｍｐｏｒｔａｎｔｉｎｆｌｕｅｎｔｉａｌｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓｉｎｈｅａｔｍａｓｓｔｒａｎｓｆｅｒｓｔｒｅｎｇｔｈｅｎｉｎｇｐｒｏｃｅｓｓａｎｄｃｏｍｂｕｓｔｉｏｎｓｔａｂｉｌｉｚａｔｉｏｎ．ＴａｋｉｎｇｔｈｅｔｅｓｔｉｎｇｄｅｓｉｇｎｅｄＵＣＣｍｏｄｅｌａｓｔｈｅｓｔｕｄｙｏｂｊｅｃｔａｎｄｕｓｉｎｇｒｅａｌｉｚａｂｌｅｋ-εｔｕｒｂｕｌｅｎｔｍｏｄｅｌ，ｈｉｇｈＧ-ｌｏａｄｅｄｒｏｔａｔｉｏｎａｌｆｌｏｗｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓｉｎＵＣＣｓｕｃｈａｓｖｅｌｏｃｉｔｙｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎ，ｈｉｇｈＧ-ｌｏａｄｅｆｆｅｃｔ，ｌｏｃａｌｍｕｔａ

5、ｔｉｏｎｅｆｆｅｃｔｏｆｔｕｒｂｕｌｅｎｔｅｎｅｒｇｙ，ａｘｉａｌａｃｃｅｌｅｒａｔｉｏｎｅｆｆｅｃｔ，ｖｅｌｏｃｉｔｙｒａｄｉａｌｍｉｇｒａｔｉｏｎｅｆｆｅｃｔ，ａｎｄｔｈｅｆｕｅｌｐａｒｔｉｃｌｅｂｅ-ｈａｖｉｏｒｓａｒｅＣＦＤｎｕｍｅｒｉｃａｌｓｉｍｕｌａｔｅｄｂｙｃｈａｎｇｉｎｇｓｅｃｏｎｄａｉｒｉｎｊｅｃｔｉｏｎｃｏｎｄｉｔｉｏｎｓｏｆｃｉｒｃｕｍｆｅｒｅｎｔｉａｌｕｎｉｆｏｒｍａｒｒａｎｇｅｍｅｎｔ．ＴｈｅｓｅｃｏｎｄｉｎｊｅｃｔｉｏｎｈａｓｇｒｅａｔｌｙａｆｆｅｃｔｅｄａｅｒｏｄｙｎａｍｉｃｓｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅａｍｏｎｇｔｕｒｂｉｎｅａｌｌｅｙｗａｙｓｉｎＵ

6、ＣＣ，ｂｕｔｗｈｉｃｈｈａｓｔｈｅｉｒｒｅｓｐｅｃｔｉｖｅｓｉｍｉｌａｒｉｔｙ．Ｔｈｅｅｆｆｅｃｔｓｏｆｓｅｃｏｎｄｆｌｏｗｏｎｒａｄｉａｌｖｅｌｏｃｉｔｙａｍｏｎｇａｌｌｅｙ-ｗａｙｓｉｓｆｅｗ．ＦｕｅｌｓｐｒａｙｄｉｓｐｅｒｓｉｏｎｈａｓａｎｎｕｌａｒａｎｄｄｅｃｌｉｎｉｎｇＧａｕｓｓｉａｎｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓ．Ｔｈｅｓｔｕｄｙｒｅｓｕｌｔｓｈａｖｅｔｈｅｓａｍｅｒｅｇｕｌａｒｐａｔｔｅｒｎｗｉｔｈｔｈｅｔｅｓｔ，ａｎｄｈａｖｅｒｅｆｅｒｅｎｃｅｖａｌｕｅｔｏＵＣＣｄｅｓｉｇｎ，ａｎａｌｙｓｉｓａｎｄａｐ-ｐｌｉｃａｔｉｏｎ．Keywor

7、ds：ｇａｓｔｕｒｂｉｎｅ；ＵｌｔｒａＣｏｍｐａｃｔＣｏｍｂｕｓｔｏｒｓ；ｎｕｍｅｒｉｃａｌｓｔｕｄｙ；ｈｉｇｈＧ-ｌｏａｄｅｄ；ｆｌｏｗｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓ收稿日期：2014-07-30基金项目：航空科学基金（项目编号：20132Ｂ54009）作者简介：杨阳（1990-），女，辽宁沈阳人，硕士研究生，主要研究方向：航空发动机燃烧室设计与分析，Ｅ-ｍａｉｌ：ｙａｎｇｙａｎｇ900121@126．ｃｏｍ；王力军（1963-），男，辽宁开原人，副教授，主要研究方向：航空发动机燃烧室设计与分析，Ｅ-